KAPITEL 2: HVORDAN BLIVER TOBAK TIL RØG, OG HVAD INDEHOLDER RØGEN? 24 www.op-i-røg.dk
GÅ OP I RØG Kræftens Bekæmpelse www.op-i-røg.dk 25
Kapitel 2: Indhold Kapitlet giver en indføring i de kemiske processer, der opstår, når tobakken i cigaretten forbrændes, og i hvorfor der dannes mere end 4.000 forskellige stoffer. Hovedvægten i kapitlet er på forbrændingsprocesser, tilstandsformer, mængdeangivelser, og hvordan deklarationerne på cigaretpakkerne er lavet. Endvidere bliver tilsætningsstoffernes betydning i cigaretterne og andre tobaksprodukter gennemgået - også i forhold til afhængighed og forøgelse af tobaksrøgens skadevirkninger. Kapitlets formål Formålet med kapitlet er, at eleverne får en forståelse for, at det er stofferne, der dannes ved forbrændingen, der er det sundhedsmæssige problem med tobak, og at alt, der forbrændes, danner skadelige stoffer, som ikke er godt at få ned i lungerne. Formålet er også, at eleverne opnår en forståelse for, at nikotin kommer fra tobaksplanten, og kun er et af mange stoffer, der dannes, når der ryges en cigaret. Eleverne skal også indføres i, at tilsætningsstoffer er tobaksindustriens måde at designe de enkelte typer af cigaretter og tobaksprodukter tobakken er som udgangspunktet den samme. Men tilsætningsstofferne er ikke det væsentligste problem, det er forbrændingsprodukterne. Dette kapitel skal træne eleverne i at Forstå og beskrive forbrændingsprocesser, herunder oxygens betydning Forstå forskellen mellem reaktioner som henholdsvis afgiver og forbruger energi Kunne opstille og afstemme simple reaktionsligninger Tilegne sig viden om, hvorfor der dannes mange stoffer ved en forbrænding Beskrive risikofaktorer og vurdere risici ved forskellige stoffer Foretage inddeling af stoffer i stofgrupper Forstå de forskellige former for angivelse af mængder og koncentrationer Vurdere deklarationer og vide, hvad tilsætningsstoffer er Beskrive tilstandsformerne Fag Kapitlet henvender sig især til faget fysik/kemi, men vil kunne indgå i et tværfagligt projekt med biologi og matematik. 26 www.op-i-røg.dk
GÅ OP I RØG Kræftens Bekæmpelse Kommentarer til forsøg og opgaver Hvordan bliver tobak til røg, og hvad indeholder røgen? Opgave 2.1 Fysik/kemi Kan alle kemiske reaktioner startes med ilden fra en tændstik? Opgaven kan bruges til at få en forståelse for, hvad der får en kemisk reaktion til at forløbe. Opgaven, hvor der optegnes et reaktionsforløbet i et koordinatsystem med energi i forhold til tid, kan eventuelt udelades eller laves i fællesskab. Der er givet nogle eksempler på kemiske reaktioner, men dette kan udvides med mange andre eksempler, og man kan vende tilbage til denne opgaves resultater i forbindelse med andre reaktioner i kemiundervisningen. Forsøg 2.1 Fysik/kemi Mål selv hvor varm en tændt cigaret kan blive Målingen af temperaturforløbet kan ske ved forskellige metoder, men det er bedst ved en elektronisk måling og anvendelse af en temperaturfølsom elektrode, der kan tåle høje temperaturer. Hvis det er muligt, kan der bruges en data-logger, der viser forløbet direkte på en skærm. De elektroniske målere har ofte en udgang til (x,t) skrivere, så forløbet også kan udskrives. I forsøgsbeskrivelsen er det beskrevet, at resultaterne og tegning kan angives i diagram i hånden eller i et Excel-ark på computeren. Forsøget vil være velegnet som fællesforsøg/demonstrationsforsøg. Uddybende kan I arbejde med de processer, der sker i cigaretten i forbindelse med fordampning, kondensering og kemiske reaktioner, så eleverne får en forståelse for kompleksiteten i dem. Som eksempel kan I arbejde med koncentrationen af tungmetaller i cigaretten, i forhold til hvordan de fordamper og bliver opkoncentreret længere inde i cigaretten. Rygeren vil derfor få flere tungmetaller ned i lungerne, jo mere der ryges af cigaretten. Der kan findes uddybende tekst i bogen: Tobakkens Kemi, side 14-18 (se kildehenvisning på side 10). Opgave 2.2 Fysik/kemi Hvor meget oxygen skal der bruges, for at forskellige forbrændinger bliver fuldstændige? Opgaven har til formål at indføre eleverne i afstemning af reaktionsligninger. Opgavens ligninger kan let afstemmes ved, at antallet af atomer skal stemme på højre og venstre side af reaktionsligningen. I klassen kan I lave en gennemgang af forbrændingsreaktioner, og der kan ligges op til, at eleverne selv kommer med eksempler på reaktioner. Opgave 2.3 Fysik/kemi Er vandpiberygning en endoterm eller exoterm reaktion? Opgaven kan bruges til at indføre begreberne endoterm og exoterm, så eleverne får en forståelse for at nogle kemiske reaktioner forbruger energi og andre udvikler energi. www.op-i-røg.dk 27
Kapitel 2: Forsøg 2.2 Fysik/kemi Kan du vise, at en forbrænding bruger oxygen? Dette forsøg kan uddybes med en forklaring af oxygens betydning for en forbrændingsproces, og dermed også forskellen på en ufuldstændig og en fuldstændig forbrænding. Endvidere kan I se på, hvilke forbrændingsprodukter der kommer ud af forbrændingen af biologisk materiale. I forsøget sker der en reaktion med kalkvand og der vil dannes bundfald (calciumcarbonat), der kan bruges som en anledning til en diskussion med eleverne om, hvordan man kan bruge kemiske reaktioner til identifikation af et stof, samt hvorfor bundfaldet dannes. Opgave 2.4 Fysik/kemi Hvilken kemi findes i tobaksrøgen? På www.liv.dk/under/index.asp?tid=146 findes der en liste over de fleste forbindelser, der findes i tobaksrøgen. Dette er selvfølgelig mange forskellige former for kemiske forbindelser, da der er mere end 4000. Eleverne kan selv finde eksempler på de stofgrupper, de kender fra kemiundervisningen. I tabellerne er der også angivet giftighed med mere, som de kan bruge til en vurdering af de pågældende stoffer. Opgave 2.5 Fysik/kemi Hvad er masseprocent, volumenprocent og tilstandsformer? Denne opgave kan bruges til at introducere begreberne for tilstandsformerne: Opløst, flydende, gas og fast. Den kan også bruges til at give eleverne mulighed for at finde ud af forskellen på angivelser i procent, når der henholdsvis bruges betegnelserne masse % og volumen %. Opgave 2.6 Biologi, matematik Har en storryger ti gange så meget tjære i lungerne som en, der ryger to cigaretter om dagen? Opgaven kan bruges til at øve brugen af Excel-ark, samt hvordan dette kan bruges til at lave illustrationer af forløb i forhold til tid. Opgaven vil kunne illustrere, at der i biologiske systemer (her med lunger som eksempel) ikke vil ske en ophobning af stoffer, men at der på et tidspunkt vil indtræffe en ligevægt mellem, hvor meget stof der tilføres, og hvor meget der transporteres væk. Der findes en uddybende model på følgende adresse: www.liv.dk/test/index.asp?upid=36. Opgave 2.7 Fysik/kemi, biologi Hvorfor kan der blive målt forskelligt indhold af tjære, nikotin og kulilte i cigaretter, der indeholder den samme tobak? Opgaven kan bruges til en fælles diskussion om varedeklarationer, hvordan de bruges, og hvordan de kan misbruges som i tilfældet med tobaksindustrien. Opgaven indeholder også beregninger i forhold til mængder, volumen og koncentrationer. 28 www.op-i-røg.dk
GÅ OP I RØG Kræftens Bekæmpelse Opgave 2.8 Fysik/kemi Hvilke tilsætningsstoffer anvendes i vandpibetobak og Blå Kings? Opgaven kan løses i grupper eller fælles i klassen, hvor man først beder eleverne om at finde de relevante tekster på www.liv.dk og www.sst.dk, samt at finde ud af hvilke tilsætningsstoffer, der findes i de valgte cigarettyper. Dette giver en god træning i at søge informationer på nettet. Herefter kan man i fællesskab diskutere tilsætningsstoffernes betydning for cigaretten og de uheldige virkninger, de kan have. Forsøg 2.3 Biologi Hvor mange begynder at ryste eller at kaste op efter første cigaret? Det opstillede skema om gener ved den første cigaret, vil - ud over at give øvelse i opstilling af en spørgeguide - også øve eleverne i at indsamle data, der er af mere kvalitativ karakter. Det kan være svært at skulle finde mindst ti rygere i løbet af lektionen, derfor kan opgaven løses ved at svarene indsamles som hjemmearbejde, eller som en øvelse på skolen over længere tid. Efter data er indsamlet kan I have en diskussion i klassen, om hvorfor man begynder at ryge trods ulemperne. Uddybende emner I forbindelse med forbrændingen der sker i cigaretten og dannelsen af forbrændingsprodukter, kan man inddrage mere om reaktioner, reaktionsligninger og begreber, der er tilknyttet forbrænding, som fuldstændig og ufuldstændig forbrænding, forbrændingsvarme, ligevægt og reaktionsvarme. Der kan også inddrages mere om, hvordan en varedeklaration bliver lavet, fra produktion, til kemiske analyser, værdier og kontrol. Endelig kan emnet tilsætningsstoffer uddybes, herunder regler, lovgivning og hvad stofferne bruges til. www.op-i-røg.dk 29